丰田致力燃料电池研究，对纯玻璃MEA产品进行公开测试
丰田汽车在日前召开的“第13届燃料电池研讨会”上，就一项旨在尽量避免使用石油原料的基础研究，也就是指在圆筒玻璃管中嵌入质子传导基和触媒的纯玻璃MEA的性能测试做了汇报。
利用纯玻璃MEA所做的发电试验结果，单元温度为80℃时的最大功率密度为24mW/cm2，性能低于过去使用固体高分子膜的MEA。试验条件是在单元内容吹送相对湿度为100％的氢气，在单元外侧吹送相对温度为100％的空气。
作为玻璃MEA的电解质膜，首先制作了直径1mm、内径0.6mm，平均细孔径为4nm的圆筒形多孔质玻璃管。由于无机类电解质硬而且脆，难以做成薄膜，因此就采用了圆筒形状。假如是平板，厚度能够达到0.5～1mm左右，但通过制成圆筒，从薄度上可以达到直径1mm，厚0.2mm。为了使玻璃管产生质子传导性，将其浸入含有硫醇基的有机硅化合物溶液中，在100℃的环境中加热20个小时，在玻璃管的细孔表面导入官能团。然后利用氧化剂进行处理，使官能团变成具有质子传导特性的磺基。
所使用的触媒膏是在酒精溶液中对含有硫醇基的有机硅化合物和烷氧基硅烷进行水解得到的硅石类前体溶液中分散了铂载碳。先将这种触媒膏涂布在圆筒形玻璃电解质的内外两面，然后在100℃的环境下进行干燥，之后在玻璃管内部插入金线上缠有金箔的电极，再在外侧作为电极缠上金线。最后，为了使触媒中的SH基转换成SO3基，利用氧化剂进行处理后，即可制作出纯玻璃MEA。
丰田汽车还制作了作为电解质在圆筒形多孔质玻璃管中导入氟类固体高分子膜“Nafion”（美国杜邦）的MEA，并对其特性与纯玻璃制MEA进行了比较。结果显示，使用Nafion的MEA的最大功率密度高达159mW/cm2，而纯玻璃MEA只有24mW/cm2。使用Nafion的MEA尽管离子传导率和利用过去的Nafion膜制作的MEA相同，但纯玻璃MEA的离子传导率却比它低一位数。
该公司表示，今后准备通过改进电解质和电极，提高纯玻璃MEA的特性。
来源：电子工程专辑
